Con la commercializzazione della tecnologia LTE-Advanced (LTE-A) e la graduale maturità degli standard 5G, il sistema a radiofrequenza delle apparecchiature di comunicazione mobile sta affrontando importanti aggiornamenti e trasformazioni.Al fine di supportare l'ultra-wideband di 100 MHz, il funzionamento di oltre quaranta bande di frequenza e ridurre il rumore di interferenza, i produttori di sistemi prevedono di aumentare l'uso di componenti a radiofrequenza come amplificatori a basso rumore (LNA) e amplificatori di potenza (PA (PA (PA (PA (PA (PA (PA (PA (PA (PA (PA (PA (PA (PA (PA (PA (PA (PA).Allo stesso tempo, sono necessari anche moduli front-end a radiofrequenza (FAM) per migliorare l'integrazione funzionale, spingendo i produttori di chip ad accelerare lo sviluppo di una nuova generazione di soluzioni a radiofrequenza.
Mai Zhengqi, direttore associato delle componenti di radiofrequenza e protezione della Divisione Power Management e Multi-ElectronicI componenti in FAM, come PA, LNA, switch e filtri hanno visto un forte aumento della domanda.Questo cambiamento ha stimolato l'entusiasmo dei fornitori di componenti RF (CMOS) di carbonio di carbonio (SIGE: C), arsenide di gallio (GAA) e a semiconduttore di ossido di metallo complementare (CMOS), che hanno investito nello sviluppo di nuovi prodotti RF.
Oltre al pieno lancio della commercializzazione LTE negli Stati Uniti, in Giappone e in Corea del Sud, si prevede che la Cina continentale emetterà licenze 4G nella seconda metà di quest'anno per accelerare le operazioni TD-LTE.Taiwan prevede inoltre di emettere con successo le licenze entro la fine dell'anno.Ciò consentirà a LTE di entrare in un periodo di rapida crescita e svilupparsi verso il roaming internazionale e le specifiche multi-frequenza e in modalità multipla che sono arretrate compatibili con 2G/3G.Allo stesso tempo, gli operatori di telecomunicazioni in Corea del Sud e negli Stati Uniti hanno anche iniziato a commercializzare LTE-A.
Al fine di integrare più funzioni di radiofrequenza in uno spazio limitato, il design FAM a radiofrequenza di telefoni cellulari LTE multi-band deve adottare una soluzione di progettazione altamente integrata.Attualmente, i telefoni cellulari LTE devono supportare più di una dozzina di bande di frequenza e il numero di switch PA, LNA e RF è il doppio di quello dei telefoni cellulari 3G.In futuro, man mano che i telefoni cellulari si sviluppano verso LTE-A e 5G con velocità più elevate, larghezza di banda più grandi e bande di frequenza più diverse, l'uso di componenti a radiofrequenza aumenterà in modo significativo, guidando i produttori di chip per migliorare i loro prodotti.Integrazione per ridurre il consumo di spazio e energia.
Mai Zhengqi ha analizzato che le tradizionali soluzioni RF arsenide di gallio sono difficili da integrare con altri componenti del sistema a causa della particolarità del processo di produzione.Pertanto, i produttori di chip stanno accelerando il progresso del processo di prossima generazione e delle tecnologie di imballaggio.Ad esempio, Infineon si sta concentrando sui processi di materiale in carbonio al silicio e combinandolo con soluzioni di imballaggio a livello di wafer (WLP) per creare LNA MMIC con alte prestazioni, integrazione e supporto per la commutazione ad alta frequenza.Qualcomm ha anche lanciato CMOS PA per integrare più componenti periferici attraverso il processo CMOS.
Mai Zhengqi ha anche rivelato che il carbonio al silicio germanio è paragonabile all'arsenuro di gallio in termini di prestazioni a radiofrequenza, qualità e affidabilità ed è più facile integrare gli switch di radiofrequenza CMOS o altri componenti.Pertanto, il volume delle spedizioni dei componenti del carbonio al silicio germanio è aumentato drammaticamente negli ultimi anni e il tasso di penetrazione nel mercato dell'LNA MMIC è equivalente a quello dei componenti dell'arsenuro di gallio.L'LNA MMIC in carbonio di Silicon Germanio di Infineon è entrato con successo nell'elenco di raccomandazioni del consiglio pubblico multi-band LTE di MediaTek e dovrebbe continuare ad aumentare la propria quota di mercato dalla fine di quest'anno al prossimo anno.
Per quanto riguarda l'AP, Mai Zhengqi ritiene che sebbene le soluzioni di arsenide al gallio siano ancora il mainstream, si prevede che CMOS PA aumenterà in futuro nel mercato dei telefoni cellulari di fascia bassa a causa dei suoi vantaggi in termini di costi e integrazione funzionale.Inoltre, Infineon ha incluso il pacchetto SIP (SIP) LNA Plus System (SIP) o la soluzione di integrazione a chip singolo nel progetto di prodotto di prossima generazione per aiutare i produttori di telefoni cellulari a ottimizzare il volume del sistema mantenendo le prestazioni a radiofrequenza.
Sebbene le specifiche LTE-A e 5G non siano state ancora completamente determinate, nel settore ci sono voci secondo cui i produttori di telefonia mobile possano abbandonare soluzioni a radiofrequenze integrate e passare a progetti discreti al fine di ottenere prestazioni di trasmissione ad alta velocità e di alta qualità.A questo proposito, MAI Zhengqi ha affermato che sebbene alcuni produttori di chip a radiofrequenza stiano attualmente studiando processi più avanzati di nitruro di gallio (GAN) e migliorando le funzioni del sistema a radiofrequenza attraverso plug-in, l'integrazione dei componenti è ancora la chiave per ridurre i costi e risparmiare energia.Pertanto, solo dopo che lo standard di comunicazione è stato determinato, è possibile trovare il miglior punto di saldo del progetto in base ai requisiti di specifica.